Действие ионизирующего излучения на опухоль

Опухоль — это сложная клеточная система с определенной внутренней организацией. В ней в разных соотношениях сочетаются клеточные попу­ляции и неклеточные компоненты соединительной ткани. Эта система реа­гирует на излучение в соответствии с общими радиобиологическими зако­номерностями.

Как фотонные, так и корпускулярные излучения вызывают в молекулах ДНК опухолевых клеток разнообразные повреждения — одно- и двуните-вые разрывы, изменения азотистых оснований, сшивки ДНК — белок. При электронной микроскопии определяются набухание и вакуолизация ядра, митохондрий, цистерн и канальцев эндоплазматического ретикулума и пластинчатого комплекса (комплекс Гольджи), расслоение и разрывы мем­бран.

Вследствие генных мутаций и хромосомных аберраций, обусловленных повреждением нуклеопротеидов, клетки после ряда делений погибают. В опухоли появляется также много гигантских клеток. Это те клетки, кото­рые потеряли способность к размножению, но еще продолжают расти. Ядра клеток принимают необычную форму, в них скапливается хроматин в виде отдельных глыбок. В цитоплазме возникают вакуоли.

Опухоль расслаивается на отдельные фрагменты вследствие разраста­ния грануляционной ткани, в которой избыточно много капилляров, эпи-телиоидных и лимфатических клеток, гистиоцитов, фибропластов. Сущест­венные изменения происходят в сосудах, питающих опухоль. Мелкие сосу­ды облитерируются, в результате чего нарушается трофика тканей. В круп­ных сосудах развиваются эндофлебит и эндартериит, что также приводит к нарушению питания опухоли. При достаточной дозе излучения гибнут все опухолевые клетки, а грануляционная ткань постепенно превращается в рубцовую.

Радиочувствительность клетки, т.е. ее реакция на облучение, определя­ется большим числом факторов. Она зависит от возраста и состояния боль­ного, состояния окружающих опухоль тканей, гистологического типа ново­образования, соотношения в нем объемов клеточных и стромальных эле­ментов, скорости репопуляции клеток, наличия некротических участков, количества клеток с небольшим содержанием кислорода. Среди всех фак­торов явно доминируют два: количество гипоксических клеток и непроли-ферирующих покоящихся клоногенных элементов.

Опухоли любого и даже одинакового гистологического строения всегда содержат как недифференцированные, так и дифференцированные клетки. Васкуляртация и оксигенация этих клеток неодинаковы: имеются клетки, нормально насыщенные кислородом, с пониженным насыщением (гипок-сические) и резко пониженным (аноксические). Количество клеток разного рода зависит от кровоснабжения, но также от развитая стромы, состояния

сосудистого русла в ложе опухоли и других факторов. Появлению гипокси-ческих клеток способствует пониженное давление перфузии и локальное расширение сосудов, а также наличие многочисленных артериовенозных соустий, по которым артериальная кровь, не насытив ткань опухоли кисло­родом, сбрасывается в венозное колено кровотока. В ранних стадиях разви­тия опухоли процент птоксических клеток невелик, но по мере ее роста он значительно возрастает. При облучении опухоли клетки с высоким содер­жанием кислорода погибают, а гипоксические клетки выживают и служат источником продолженного роста. Для уничтожения этих клеток требуется очень высокая доза излучения (примерно в 3 раза больше, чем для оксиге-нированных клеток), которая превосходит выносливость окружающих нор­мальных тканей.

Здоровые ткани и опухолевая ткань мало различаются по радиочувст­вительности. Причинами радиорезистентности опухолей являются, как уже отмечалось, большая доля птоксических клеток и способность опухоли к быстрой репопуляции. Успех лучевой терапии зависит от со­здания наибольшей концентрации излучения в опухоли и направлен­ного изменения радиочувствительности опухоли и окружающих ее нормальных тканей с помощью различных средств и методов.

Следовательно, основной проблемой лучевой терапии является ис­кусственное управление лучевыми реакциями нормальных и опухоле­вых клеток с целью максимального повреждения опухоли и сохранения нормальных тканевых элементов.

Средства, которые усиливают поражение опухоли или ослабляют лучевые реакции здоровых клеток, называют радиомодифицирующими агентами.